ESTERILIZACIÓN

La esterilización es un proceso a través del que se puede lograr la destrucción total de los microorganismos viables presentes en un determinado material.

Este procedimiento es de gran utilidad dentro del campo farmacéutico, ya que existen muchos procesos que requieren la utilización de materiales estériles.

Entre éstos podemos destacar: La esterilización de equipos quirúrgicos y otros

materiales de uso médico con el propósito de reducir el riesgo de infecciones en pacientes.

El acondicionamiento del material (pipetas, tubos, placas de Petri, pinzas, etc.) que va a ser utilizado en los laboratorios de microbiología.

La preparación de medios de cultivo que serán empleados con diferentes propósitos (cultivo de microorganismos, control de ambiente, equipos o personal, análisis microbiológico de medicamentos, cosméticos, alimentos, etc.)

La descontaminación de material utilizado.

Existen diversos métodos de esterilización.

La selección del método a aplicar en cada caso está determinada por el tipo de producto a esterilizar.

Agentes físicos

Calor Húmedo Ej: Vapor a presión (autoclave) Seco Ej: Aire caliente (horno)

Radiaciones

El calor es considerado como el método de esterilización por excelencia siempre y cuando el material a esterilizar soporte altas temperaturas sin sufrir ningún tipo de daño. El calor se puede aplicar como agente esterilizante de dos formas: el calor húmedo el cual destruye a los microorganismos por

desnaturalización de las proteínas y el calor seco que destruye a los microorganismos por

oxidación de sus componentes celulares.

La radiación, o emisión y propagación de la energía a través de un medio, puede ser utilizada como agente para la eliminación de microorganismos. Así tenemos que las radiaciones ionizantes se pueden utilizar para la esterilización de materiales termolábiles, como por ejemplo materiales plásticos, y las radiaciones no ionizantes, como la luz ultravioleta, puede ser empleada en el control de áreas cerradas.

Agentes mecánicos Filtración

La filtración permite la remoción de todos los microorganismos presentes en un líquido o un gas reteniéndolos sobre la superficie de un material.

Agentes químicos

Gaseosos Oxido de etileno

No gaseosos Aldehídos (glutaraldehído) Acido per acético Peroxido de hidrogeno

Algunas sustancias químicas pueden ser usadas como agentes esterilizantes porque tienen la capacidad de promover una o más reacciones químicas capaces de dañar los componentes celulares de los microorganismos (proteínas, membranas, etc.)

ESTERILIZACION POR CALOR Para todos los microorganismos existe una

temperatura máxima de crecimiento por encima de la cual mueren.

A temperaturas muy altas, casi todas las moléculas pierden su estructura y su función, proceso denominado desnaturalización, la muerte por desnaturalización es una función exponencial y ocurre más rápidamente cuanto mayor es la temperatura.

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En ocasiones, los microbiólogos utilizan el término tiempo de reducción decimal D, que es el tiempo en minutos durante el cual el número original de microbios viables se reducen 1/10.

Determinación del tiempo de proceso térmico para la esterilización

Cinética de la tasa de muerte térmica de los microorganismos

La destrucción de los microorganismos mediante métodos de calentamiento significa una pérdida de viabilidad y no una destrucción en el sentido físico.

Si se supone que inactivar una sola enzima en una célula produce la inactivación de la célula, entonces, en una suspensión de organismos de una sola especie a temperatura constante, la tasa de muerte se puede expresar como una ecuación cinética de primer orden.

La tasa de destrucción (número de muertes por unidad de tiempo) es proporcional al número de organismos.

A cualquier tiempo la tasa de muerte es proporcional a la concentración de microorganismos a ese tiempo.

El tipo de calor también es importante: el calor húmedo tiene mayor poder de penetración que el calor seco y produce una reducción más rápida de organismos vivos a una temperatura determinada.

ESPORAS Y ESTERILIZACION POR CALOR

La resistencia al calor de las células vegetativas y las endosporas bacterianas del mismo organismo varia considerablemente.

Por ejemplo, en el autoclave habitualmente se alcanza una temperatura de 121ºC.

En estas condiciones, las endosporas pueden necesitar de unos 4 a 5 minutos para una reducción decimal, mientras que las células vegetativas pueden requerir sólo de unos 0,1 a 0,5 minutos a 65ºC.

EL AUTOCLAVE

El autoclave es un dispositivo sellado que permite la entrada de vapor de agua bajo presión.

La muerte de las esporas resistentes al calor precisa de un calentamiento a temperaturas por encima del punto de ebullición y la aplicación del vapor de agua bajo presión.

El procedimiento habitual consiste en calentar a 1,1 kilogramos/centímetro cuadrado (Kg/cm2)de presion de vapor, lo que permite alcanzar un a temperatura de 121ºC.

A 121ºC, el tiempo de esterilización suele ser de 10 a 15 minutos.

PASTEURIZACION

Pasteurización es un proceso que reduce la población microbiana en leche y otros alimentos sensibles al calor.Pasteurización no es sinónimo de esterilización porque en ella no se destruyen todo lo organismos.

Inicialmente se utilizo la pasteurización de la leche para matar las bacterias patógenas, especialmente los organismos causantes de la tuberculosis, la brucelosis, la fiebre Q y la fiebre tifoidea, pero con la pasteurización

también se mejoró la vida útil de la leche.

ESTERILIZACION POR RADIACION

Una forma eficaz para esterilizar o reducir la carga microbiana de casi cualquier sustancia se realiza mediante la utilización de radiación electromagnética.

Las microondas, la radiación ultravioleta (UV), los rayos X, las radiaciones gamma y los electrones son tipos de radiación electromagnética que pueden controlar potencialmente el crecimiento microbiano.

Sin embargo, cada tipo de radiación actúa con un mecanismo especifico.Por ejemplo, los efectos antimicrobiano de las microondas se deben a efectos térmicos.

ESTERILIZACION POR FILTRACION

La filtración puede usarse para esterilizar líquidos termosensibles o gases.

Un filtro es un dispositivo con poros demasiados pequeños para que pasen los microorganismos, pero suficientemente grandes para permitir el paso de un liquido o un gas.

El rango del tamaño de las partículas implicadas en la esterilización es muy amplio. Algunas de las células bacterianas de mayor tamaño miden mas de 10um de diámetro, mientras que las mas pequeñas en la escala de tamaños tienen un diámetro menos de 0,3um.

Uno de los tipos más antiguos es el filtro de profundidad.

Es una lámina o tapete hecho de matrices dispuestas al azar de fibras de papel, asbesto o vidrio que se solapan.

El filtro de profundidad atrapa las partículas en la imbricada trama y urdimbre que se crea a través del espesor (profundidad) de la estructura.

Dado que son bastantes porosos, los filtros de profundidad se emplean a menudo como prefiltros para eliminar, de una solución las partículas de gran tamaño que pudieran dificultar el proceso final de esterilización por filtración.

Tipos de filtros

El tipo de filtro más común para la esterilización en microbiología es el filtro de membrana.

Se componen de polímeros con una elevada resistencia, acetato de celulosa, nitrato de celulosa, diseñados para presentar numerosos poros diminutos.

Ajustando las condiciones de polimerización durante su fabricación, se puede controlar con precisión el tamaño de los poros de las membranas (y, por tanto, el tamaño de moléculas que pueden pasar a través de ellos).

Los filtros de membrana se diferencia de los filtros de profundidad en que funcionan como un tamiz, reteniendo muchas de las partículas en la superficie del filtro.

El tercer tipo de filtro para uso común es el filtro de nucleación (Nuclepore), estos filtros se han obtenido tratando películas muy finas de policarbonato con radiación nuclear y fracturando la película con un producto químico.

La radiación produce microlesiones localizadas en la película y la acción química incrementa el tamaño de los daños microscópicos producidos hasta formas agujeritos (poros).

Los tamaños de los microporos se controlan con precisión con el tipo solución química empleada y el tiempo de tratamiento.

Un organismo puede separarse del liquido y concentrarse en un único plano en la superficie del filtro; esto puede observarse con el microcopio.

CONTROL DEL PROCESO DE ESTERILIZACIÓN

Todos los procesos de esterilización se deben controlar para poder asegurar que han sido efectivos.

Para ello se pueden utilizar indicadores físicos, químicos y/o biológicos, los cuales deben ser colocados en cada carga de esterilización.

Indicadores físicos Entre los principales indicadores físicos se

encuentran los medidores de presión y los termómetros los cuales permiten constatar las condiciones físicas dentro de la cámara de esterilización.

También existen los termógrafos los cuales, además de registrar la temperatura alcanzada en el proceso, permiten conocer durante cuánto tiempo ésta se mantuvo.

Indicadores químicos La mayoría de estos indicadores son cintas adhesivas

que se adhieren al material a esterilizar. Estas cintas están impregnadas con una sustancia química que cambia de color cuando el material ha sido sometido al proceso de esterilización.

Este tipo de cintas no son completamente confiables debido a que muchas veces sólo indican que se llegó a la temperatura deseada, pero no indican por cuanto tiempo ésta se mantuvo. También existen cintas diseñadas de manera que el cambio de color es progresivo, estas cintas son un poco más seguras porque permiten estimar si el tiempo de esterilización fue el adecuado.

Indicadores biológicos Son preparaciones de una población específica de

esporas de microorganismos, las cuales son altamente resistentes a un proceso de esterilización en particular.

Estos indicadores se deben colocar junto con la carga de esterilización, en el sitio que se considera que es más difícil que llegue el vapor y después del proceso, se deben incubar durante 24 horas en condiciones adecuadas.

Si después de este periodo hay evidencia de crecimiento microbiano (por ejemplo cambio de color del medio de cultivo), el proceso de esterilización no fue satisfactorio.